Question

某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mL b mol?L^-1的硝酸溶液中，加热使其充分反应（假设NO是唯一的还原产物）．请回答：
（1）若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属会

 

；
A．继续溶解          B．不溶解
（2）若金属全部溶解，则溶液中一定含有较多的离子是

 

；
（3）当溶液中金属离子只有Fe³⁺、Cu²⁺时，则a与b的关系为：

 

．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）溶液中有硝酸根时，再加入酸，溶液具有强氧化性，金属能溶解；
（2）反应生成硝酸铜、铁的硝酸盐，Fe可能以Fe²⁺或Fe³⁺形式存在，或二者都有；
（3）根据Cu的物质的量分数计算合金中Cu、Fe的物质的量，反应中起酸作用的酸性生成Fe（NO₃）₃和Cu（NO₃）₂，根据守恒计算其酸作用的硝酸，根据电子转移守恒计算起氧化剂作用的硝酸，两部分硝酸之和为消耗的硝酸，应小于或等于50mL bmol?L^-1的硝酸溶液中含有的HNO₃．

解答： 解：（1）溶液中有硝酸根时，再加入酸，溶液具有强氧化性，金属能继续溶解，故A正确，故答案为：A；
（2）反应生成硝酸铜、铁的硝酸盐，Fe可能以Fe²⁺或Fe³⁺形式存在，或二者都有，故溶液中溶液中一定含有较多的离子是：Cu²⁺、NO₃^-，
故答案为：Cu²⁺、NO₃^-；
（3）合金中Cu的物质的量分数为a，则合金中Cu为ya mol、Fe为y（1-a） mol，
起酸性的硝酸生成Fe（NO₃）₃和Cu（NO₃）₂中，故起酸性作用的硝酸为[3y（1-a）+2ya]mol，
作氧化性的硝酸生成NO，得到的电子等于Fe、Cu失去的电子，所以作氧化性的硝酸为

[3y(1-a)+2ya]

3

mol，消耗硝酸的总量为[3y（1-a）+2ya]mol+

[3y(1-a)+2ya]

3

mol=4y（1-

1

3

a），
故4y（1-

1

3

a）≤0.05L×bmol/L，
整理得，b≥80y（1-

a

3

），
故答案为：b≥80y（1-

a

3

）．

点评：本题考查硝酸的性质、混合物的有关计算，难度中等，注意守恒思想在解题中的运用．